(57)【要約】【課題】整流回路の出力を脈流波形のまま駆動回路に供給する場合にも、発光素子の使用効率の改善を図ることができ、かつ、ちらつきが発生する可能性を低減すること。【解決手段】本発明の発光素子用の電源装置は、複数の発光素子を直列接続してなる１つの発光素子群と、交流電源と、前記交流電源の出力を整流して脈流波形に変換する整流回路と、前記整流回路の出力電流を用いて前記発光素子群に流れる電流の実効値を一定にして、該発光素子群を駆動する駆動回路と、を有する。【選択図】図１
2010050336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を直列接続してなる１つの発光素子群と、
交流電源と、
前記交流電源の出力を整流して脈流波形に変換する整流回路と、
前記整流回路の出力電流を用いて前記発光素子群に流れる電流の実効値を一定にして、該発光素子群を駆動する駆動回路と、を有することを特徴とする発光素子用の電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光素子用の電源装置において、
前記駆動回路は、
前記発光素子群と直列に接続されるコイルと、
前記発光素子群および前記コイルと並列に接続され、前記コイルの逆起電力により生じた電流を前記整流回路の出力電流に重畳して前記発光素子群に流すためのダイオードと、
前記コイルと前記ダイオードとの接続点に接続され、前記コイルと前記ダイオードとを導通させるためのスイッチング素子と、
前記発光素子群に流れる電流を検出するための抵抗と、
前記抵抗に流れる電流を検出し、該検出電流に基づいて、前記発光素子群に流れる電流の実効値が一定になるように、前記スイッチング素子をオン／オフする定電流制御回路と、を有することを特徴とする発光素子用の電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の発光素子用の電源装置において、
前記駆動回路は、
前記発光素子群と並列にかつ前記コイルと直列に接続され、前記発光素子群に流れる電流を平滑化するコンデンサをさらに有する、請求項２に記載の発光素子用の電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の発光素子用の電源装置において、
前記整流回路の出力電流は前記駆動回路に直接入力されることを特徴とする発光素子用の電源装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の発光素子用の電源装置において、
前記整流回路の出力電流をセラミックコンデンサにより平滑化し、前記駆動回路に入力する平滑回路をさらに有することを特徴とする発光素子用の電源装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の発光素子用の電源装置において、
前記発光素子はＬＥＤ素子であることを特徴とする発光素子用の電源装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の発光素子用の電源装置において、
前記発光素子はＥＬ素子であることを特徴とする発光素子用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子、ＥＬ（Electro Luminescence）素子等の発光素子用の電源装置に関し、特に、ＡＣ入力対応の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣ入力対応の発光素子用の電源装置では、交流電源の出力を整流回路で整流し、整流回路の出力する脈流波形を、平滑回路で電解コンデンサにより直流になるよう平滑化した上で駆動回路に供給し、発光素子を駆動するのが一般的である。
【０００３】
しかし、上記構成の電源装置においては、平滑回路に用いる大容量の電解コンデンサを必要とし、大容量の電解コンデンサは大型および高背であるため、電源装置の薄型化および小型化が困難であるという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するための技術として、例えば、特許文献１には、整流回路の出力を、平滑回路で直流に変換することなく、ほぼ脈流波形のまま駆動回路に供給し、ＬＥＤ素子に流れる電流を制御してＬＥＤ素子を駆動する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示された技術によれば、平滑回路に容量が小さなコンデンサを用いてもＬＥＤ素子を駆動できることから、電解コンデンサレスで電源装置を構成できるため、電源装置の薄型化および小型化が可能になる。
【特許文献１】特開２００６−１４７９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された技術においては、複数のＬＥＤ素子群を並列に接続し、駆動回路は、脈流波形の電圧値に応じて、複数のＬＥＤ素子群の各々に接続されたスイッチを切り替えることでＬＥＤ素子に流れる電流を制御している。
【０００７】
そのため、脈流波形の電圧値によっては、ほとんど使用されないＬＥＤ素子があり、ＬＥＤ素子の使用効率が悪いという課題がある。
【０００８】
また、点灯するＬＥＤ素子の個数が変化するため、ちらつきが発生する可能性があるという課題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、整流回路の出力を脈流波形のまま駆動回路に供給する場合にも、発光素子の使用効率の改善を図ることができ、かつ、ちらつきが発生する可能性を低減することができる発光素子用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の発光素子用の電源装置は、
複数の発光素子を直列接続してなる１つの発光素子群と、
交流電源と、
前記交流電源の出力を整流して脈流波形に変換する整流回路と、
前記整流回路の出力電流を用いて前記発光素子群に流れる電流の実効値を一定にして、該発光素子群を駆動する駆動回路と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発光素子用の電源装置によれば、整流回路の出力を、ほぼ脈流波形のまま駆動回路に供給し、駆動回路により、複数の発光素子を直列接続してなる発光素子群に流れる電流の実効値を一定にして、発光素子群を駆動する。
【００１２】
したがって、整流回路の出力を、大容量の電解コンデンサにより直流に変換する必要がないため、電源装置の薄型化および小型化を図ることができるという効果が得られる。
【００１３】
また、発光素子群の駆動時には、発光素子群を構成する全ての発光素子が点灯するため、発光素子の使用効率の改善を図ることができ、また、点灯する発光素子の個数が不変であるため、ちらつきが発生する可能性を低減することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
なお、以下では、本発明の発光素子用の電源装置が、駆動対象の発光素子をＬＥＤ素子とする場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限らず、駆動対象の発光素子をＥＬ素子とする場合も適用可能である。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態の電源装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１を参照すると、本実施形態の電源装置は、ＬＥＤ素子群１０と、交流電源２０と、整流回路３０と、平滑回路４０と、駆動回路５０と、を有している。
【００１８】
ＬＥＤ素子群１０は、複数のＬＥＤ素子を直列接続してなる。
【００１９】
整流回路３０は、交流電源２０の出力を整流して脈流波形に変換する。
【００２０】
平滑回路４０は、整流回路３０の出力電流を平滑化する平滑コンデンサ４１からなる。
【００２１】
駆動回路５０は、整流回路３０の出力電流を用いてＬＥＤ素子群１０に流れる電流の実効値を一定にして、ＬＥＤ素子群１０を駆動する。
【００２２】
本実施形態においては、整流回路３０の出力を、ほぼ脈流波形のまま駆動回路５０に供給し、駆動回路５０により、複数の発光素子を直列接続してなるＬＥＤ素子群１０に流れる電流の実効値を一定にして、ＬＥＤ素子群１０を駆動する。
【００２３】
したがって、平滑回路４０は、整流回路３０の出力を直流に変換する必要がないことから、平滑コンデンサ４１に大容量の電解コンデンサを用いる必要はなく、容量が小さなセラミックコンデンサを用いることができるため、小型化が可能である。また、整流回路３０も小型化が可能であり、駆動回路５０も詳細は後述するが小型化が可能である。
【００２４】
したがって、電源装置の薄型化および小型化を図ることが可能になる。
【００２５】
また、ＬＥＤ素子群１０の駆動時には、ＬＥＤ素子群１０を構成する全てのＬＥＤ素子が点灯するため、ＬＥＤ素子の使用効率の改善を図ることができ、また、点灯するＬＥＤ素子の個数が不変であるため、ちらつきが発生する可能性を低減することができる。
【００２６】
また、電源装置の寿命は、通常、電解コンデンサの寿命に依存するが、電解コンデンサを用いないため、長寿命化を図ることができる。
【００２７】
また、平滑回路４０のコンデンサ容量を小さくすることができるため、力率の改善を図ることができる。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
図２は、本発明の実施例１の電源装置の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図２を参照すると、本実施例の電源装置は、図１の駆動回路５０を具体化したものであり、その他の構成は図１と同様である。
【００３０】
すなわち、本実施例の駆動回路５０は、チョークコイル５１と、ダイオード５２と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）５３と、抵抗５４と、定電流制御回路５５と、コンデンサ５６と、を有している。
【００３１】
チョークコイル５１は、ＬＥＤ素子群１０と直列に接続される素子である。
【００３２】
ダイオード５２は、ＬＥＤ素子群１０およびチョークコイル５１と並列に接続され、チョークコイル５１の逆起電力により生じた電流を整流回路３０の出力電流に重畳してＬＥＤ素子群１０に流すための素子である。
【００３３】
ＦＥＴ５３は、ドレイン端子がチョークコイル５１とダイオード５２との接続点に接続され、チョークコイル５１とダイオード５２とを導通させるためのスイッチング素子である。
【００３４】
抵抗５４は、ＦＥＴ５３のソース端子に接続され、ＬＥＤ素子群１０に流れる電流を検出するための素子である。
【００３５】
定電流制御回路５５は、抵抗５４に流れる電流をＣＳ端子に入力して検出し、その検出電流に基づいて、ＬＥＤ素子群１０に流れる電流が一定になるように、ＧＡＴＥ端子から印加するゲート電圧を制御してＦＥＴ５３をオン／オフする回路である。
【００３６】
コンデンサ５６は、ＬＥＤ素子群１０と並列にかつチョークコイル５１と直列に接続され、ＬＥＤ素子群１０に流れる電流を平滑化する素子である。
【００３７】
上記構成要素のうち、ダイオード５２、ＦＥＴ５３、抵抗５４、および定電流制御回路５５は小型化が可能であり、チョークコイル５１もスイッチング周波数を高くすれば小型化が可能である。また、コンデンサ５６は低耐圧のもので良いので小型化は可能である。
【００３８】
したがって、駆動回路５０は小型化が可能である。
【００３９】
ここで、図２に示した本実施例の電源装置において、平滑コンデンサ４１に容量の小さなセラミックコンデンサを用いてＬＥＤ素子群１０を駆動したときの整流回路３０の出力電圧の波形（整流電圧波形）とＬＥＤ素子群１０に流れる電流波形（ＬＥＤ電流波形）を図３および図４に示す。
【００４０】
図３の例では、平滑コンデンサ４１のコンデンサ容量に対して出力電力が小さい。そのため、ＬＥＤ電流としてほぼ直流の電流が流れる。
【００４１】
一方、図４の例では、平滑コンデンサ４１のコンデンサ容量に対して出力電力が大きい。そのため、整流回路３０の出力電圧が下がると平滑コンデンサ４１のエネルギーが足りなくなるので、ＬＥＤ電流は低下してしまう。
【００４２】
しかし、この時のＬＥＤ電流は、１２０Ｈｚあるいは１００Ｈｚ周期のパルスに近い波形となり、ちらつきもなくＬＥＤ素子群１０を点灯できるため、平滑コンデンサ４１の容量が小さくても、視覚的に問題なくＬＥＤ素子群１０を駆動することができる。
【００４３】
このように、本実施例においては、平滑コンデンサ４１にセラミックコンデンサを用いても、ちらつきもなくＬＥＤ素子群１０を駆動でき、また、平滑コンデンサ４１にセラミックコンデンサを用いることで電源装置の薄型化および小型化が図ることができる。
【００４４】
また、平滑回路４０を削除することもできる。
【００４５】
その他にも、上述した、ＬＥＤ素子の使用効率の改善、長寿命化、および力率の改善を図ることができる。
（実施例２）
図５は、本発明の実施例２の電源装置の構成を示すブロック図である。
【００４６】
図５を参照すると、本実施例の電源装置は、図２に示した実施例１の駆動回路５０から、コンデンサ５６を省いたものであり、その他の構成は図２と同様である。
【００４７】
ここで、図５に示した本実施例の電源装置において、平滑コンデンサ４１に容量の小さなセラミックコンデンサを用いてＬＥＤ素子群１０を駆動したときの整流電圧波形とＬＥＤ電流波形を図６に示す。
【００４８】
図６の例では、図４の例と同様に、平滑コンデンサ４１のコンデンサ容量に対して出力電力が大きい。
【００４９】
本実施例では、実施例１とは異なり、ＬＥＤ素子群１０に流れる電流がコンデンサ５６により平滑化されていないため、ＬＥＤ電流は一定ではない。
【００５０】
しかし、この時のＬＥＤ電流は実効値としては一定であり、人間の目にちらつきを感じさせることはない。
【００５１】
よって、平滑コンデンサ４１の容量が小さくても、視覚的に問題なくＬＥＤ素子群１０を駆動することができ、また、平滑コンデンサ４１にセラミックコンデンサを用いることで電源装置の薄型化および小型化が図ることができる。
【００５２】
その他の効果は実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態の電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１の電源装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した電源装置において、ＬＥＤ素子群に流れるＬＥＤ電流の一例を説明する図である。
【図４】図２に示した電源装置において、ＬＥＤ素子群に流れるＬＥＤ電流の他の例を説明する図である。
【図５】本発明の実施例２の電源装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した電源装置において、ＬＥＤ素子群に流れるＬＥＤ電流の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０    ＬＥＤ素子群
２０    交流電源
３０    整流回路
４０    平滑回路
４１    平滑コンデンサ
５０    駆動回路
５１    チョークコイル
５２    ダイオード
５３    ＦＥＴ
５４    抵抗
５５    定電流制御回路
５６    コンデンサ
【図１】
2010050336.tif 000003
【図２】
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【図５】
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【図３】
2010050336.tif 000006
【図４】
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【図６】
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